技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種軟弱夾層原狀樣的取樣及試驗裝置，屬于土工試驗裝置技術(shù)領(lǐng) 域。

背景技術(shù)

軟弱夾層是具有一定厚度、力學(xué)強度低、壓縮變形大、遇水易軟化的巖層，通常作 為地質(zhì)薄弱面，軟弱夾層的存在對工程的影響不言而喻，許多大型邊坡都是沿著軟弱夾 層破壞。大多數(shù)軟弱夾層在宏觀結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成上均與上下巖層存在較大差異，導(dǎo)致其 工程地質(zhì)性質(zhì)與上下巖層顯著不同。若邊坡巖體中存在軟弱夾層，很容易發(fā)生層間錯動 變形、扭曲變形或者塑性擠出變形，形成潛在的滑移面，往往控制著邊坡的破壞模式。 因此，選取合理的軟弱夾層力學(xué)參數(shù)進行邊坡的穩(wěn)定性評價具有重要的意義。

在含軟弱夾層邊坡的穩(wěn)定性分析中，確定軟弱夾層的抗剪強度參數(shù)非常重要。獲取 軟弱夾層抗剪強度參數(shù)的方法有多種，常用的有現(xiàn)場原位抗剪斷試驗和室內(nèi)抗剪斷試 驗，然而，現(xiàn)實情況是這兩種方法均存在不足之處。

現(xiàn)場原位剪切試驗不足之處：(1)試驗設(shè)備笨重、操作復(fù)雜、工期長、費用高；(2) 原位測試的試件的性質(zhì)也僅代表某一范圍內(nèi)的巖體結(jié)構(gòu)面性質(zhì)，需要進行多次不同地方 的試驗，才能了解大范圍區(qū)域內(nèi)結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)。基于上述不足，一般通過室內(nèi)結(jié)構(gòu)面抗 剪斷試驗進行邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析，但室內(nèi)結(jié)構(gòu)面抗剪斷試驗也存在很多問題，由于 軟弱夾層一般比較破碎，室內(nèi)試驗獲取軟弱夾層的抗剪強度參數(shù)主要是通過重塑樣，進 行抗剪斷試驗，試樣由于受到擾動，其結(jié)果有一定的偏差。因此需要一種對軟弱夾層原 狀樣進行取樣和試驗的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中室內(nèi)結(jié)構(gòu)面抗剪斷試驗需要重塑樣的問題， 而提供一種對軟弱夾層原狀樣的進行取樣和室內(nèi)原位試驗的裝置。

實現(xiàn)本實用新型目的所采用的技術(shù)方案為，一種軟弱夾層原狀樣的取樣及試驗裝 置，包括取樣管，以及位于取樣管兩端管口中的頂部水泥封面和底部水泥封面，頂部水 泥封面和底部水泥封面封閉取樣管兩端的開口構(gòu)成軟弱夾層原狀樣封裝區(qū)，軟弱夾層原 狀樣封裝區(qū)外設(shè)有墊塊，所述墊塊包括頂部墊塊和底部墊塊，頂部墊塊位于頂部水泥封 面外表面上、底部墊塊位于底部水泥封面外表面上，頂部墊塊與頂部水泥封面的接觸面 積不大于頂部水泥封面的表面積，頂部墊塊的厚度為軟弱夾層原狀樣高度的1/7～2/7 倍。

所述墊塊包括頂部墊塊、底部墊塊和側(cè)向墊塊，側(cè)向墊塊位于取樣管的外表面上。

所述取樣管為鋼管，頂部墊塊、底部墊塊和側(cè)向墊塊均為墊塊。

所述取樣管管口處的管壁外緣設(shè)有倒角。

由上述技術(shù)方案可知，本實用新型提供的軟弱夾層原狀樣的取樣及試驗裝置，頂部 水泥封面和底部水泥封面封閉取樣管兩端的開口構(gòu)成軟弱夾層原狀樣封裝區(qū)，切割后的 巖樣封裝于軟弱夾層原狀樣封裝區(qū)中，確保內(nèi)部巖樣為原狀樣；為保證軟弱夾層原狀樣 受力均勻，頂部水泥封面和底部水泥封面上分別設(shè)有頂部墊塊和底部墊塊，頂部墊塊和 底部墊塊均為混凝土墊塊，其自身的結(jié)構(gòu)強度大于水泥封面，通過混凝土墊塊施加法向 力，確保軟弱夾層原狀樣在法向受力均勻，保證試驗結(jié)果的準確性；取樣管的外表面上 設(shè)有側(cè)向墊塊，當(dāng)軟弱夾層原狀樣的尺寸小于直剪儀的剪切盒尺寸時，側(cè)向墊塊置于剪 切盒中用于抵緊剪切盒和取樣管，側(cè)向墊塊為混凝土墊塊，其自身的結(jié)構(gòu)強度大于取樣 管，通過混凝土墊塊施加切向力，確保軟弱夾層原狀樣在切向受力均勻，保證試驗結(jié)果 的準確性；抗剪斷試驗中，由于法向力通過頂部墊塊均勻施加于軟弱夾層原狀樣，設(shè)計 頂部墊塊的厚度為軟弱夾層原狀樣高度的1/7～2/7倍，使得頂部墊塊具有一定厚度以滿 足試驗需要，同時厚度適當(dāng)確保法向力加載裝置可施加豎直向下的法向力，并且頂部墊 塊的自重會不會影響實驗結(jié)果。

取樣時，巖樣切割成型后在其上套設(shè)取樣管，為保證試驗結(jié)果準確性，切割巖樣時 切割的巖樣的尺寸略大于取樣管內(nèi)腔尺寸，使得取樣管緊密套于巖樣上，因此安裝取樣 管即取樣管取樣時需克服超出取樣管內(nèi)腔的巖體所造成的阻力，取樣管管口處的管壁外 緣設(shè)置倒角，使得取樣管管口處的管壁構(gòu)成切割刃，切割刃切割超出取樣管內(nèi)腔的巖體， 便于取樣管進行取樣。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的裝置攜帶方便，室內(nèi)試驗操作簡單，在盡可能少的 擾動軟弱夾層的情況下，能夠保證取得野外軟弱夾層是原狀樣。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的軟弱夾層原狀樣的取樣及試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。